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1、NO9特种加工与现代制造技术教学课件 机械制造基础目录目录激光加工激光加工电子束加工电子束加工超声加工超声加工电解加工电解加工电火花加工电火花加工现代制造技术现代制造技术目录目录知识目标知识目标知识目标知识目标 1熟悉常见的特种加工方法及其工作原理；2了解现代制造技术的发展趋势。目录目录技能目标技能目标技能目标技能目标 根据零件的要求及结构特点，选择合适的特种加工方法。目录目录一、激光加工的原理一、激光加工的原理激光加工的原理激光加工的原理11激光器；激光器；22光阑；光阑；33反射镜；反射镜；44透镜；透镜；55工件；工件；6 6工作台；工作台；7 7电源电源 目录目录二、激光加工的特点二、
2、激光加工的特点（1 1 1 11 1）激光加工加工范围广。）激光加工加工范围广。）激光加工加工范围广。）激光加工加工范围广。）激光加工加工范围广。）激光加工加工范围广。（2 2 2 22 2）激光加工操作简便）激光加工操作简便）激光加工操作简便）激光加工操作简便）激光加工操作简便）激光加工操作简便。（3 3 3 33 3）激光加工加工质量好。）激光加工加工质量好。）激光加工加工质量好。）激光加工加工质量好。）激光加工加工质量好。）激光加工加工质量好。（4 4 4 44 4）激光加工无工具损耗。）激光加工无工具损耗。）激光加工无工具损耗。）激光加工无工具损耗。）激光加工无工具损耗。）激光加工无工
3、具损耗。（5 5 5 55 5）激光加工加工速度快、效率高，可减小热扩）激光加工加工速度快、效率高，可减小热扩）激光加工加工速度快、效率高，可减小热扩）激光加工加工速度快、效率高，可减小热扩）激光加工加工速度快、效率高，可减小热扩）激光加工加工速度快、效率高，可减小热扩散带来的热变形。散带来的热变形。散带来的热变形。散带来的热变形。散带来的热变形。散带来的热变形。（6 6 6 66 6）激光加工可控性好，易于实现加工自动化。）激光加工可控性好，易于实现加工自动化。）激光加工可控性好，易于实现加工自动化。）激光加工可控性好，易于实现加工自动化。）激光加工可控性好，易于实现加工自动化。）激光加工可
4、控性好，易于实现加工自动化。（7 7 7 77 7）激光加工装置小巧简单，维修方便。）激光加工装置小巧简单，维修方便。）激光加工装置小巧简单，维修方便。）激光加工装置小巧简单，维修方便。）激光加工装置小巧简单，维修方便。）激光加工装置小巧简单，维修方便。（8 8 8 88 8）激光加工能实现一机多能。）激光加工能实现一机多能。）激光加工能实现一机多能。）激光加工能实现一机多能。）激光加工能实现一机多能。）激光加工能实现一机多能。（9 9 9 99 9）激光加工无公害和污染。）激光加工无公害和污染。）激光加工无公害和污染。）激光加工无公害和污染。）激光加工无公害和污染。）激光加工无公害和污染。目
5、录目录三、激光加工的应用三、激光加工的应用 1 12 2 3 3 4 4 5 5激光打孔激光打孔激光打孔激光打孔激光切割激光切割激光切割激光切割激光焊接激光焊接激光焊接激光焊接激光雕刻激光雕刻激光雕刻激光雕刻激光热处理激光热处理激光热处理激光热处理目录目录一、电子束加工的原理一、电子束加工的原理 机电子束加工是在真空条件下，利用电流加热阴极发射电子束，带负电荷的电子束高速飞向阳极，途中经加速极加速，并通过电磁透镜聚集，使能量高度集中，从而使材料被冲击部分的温度，在瞬间升高到摄氏几千度，热量还来不及向周围扩散，就已把局部材料瞬时熔化甚至汽化去除。目录目录二、电子束加工的特点二、电子束加工的特点
6、（1）电子束能量密度高，聚集点范围小，适合加工精微电子束能量密度高，聚集点范围小，适合加工精微深孔和窄缝等，加工速度快，效率高深孔和窄缝等，加工速度快，效率高。（2）电子束加工的工件变形小电子束加工的工件变形小。（2）电子束加工控制容易电子束加工控制容易。（1）电子束加工在真空室中进行，故无杂质渗入，表面电子束加工在真空室中进行，故无杂质渗入，表面高温时也不易氧化，特别适于加工易氧化的金属材料以及纯度高温时也不易氧化，特别适于加工易氧化的金属材料以及纯度要求极高的半导体材料要求极高的半导体材料。目录目录一、超声加工的原理一、超声加工的原理超声加工原理图超声加工原理图11工件；工件；22工具；工
7、具；33超声波发生器；超声波发生器；5 5、66变幅杆；变幅杆；44超声波换能器；超声波换能器；7 7磨料悬浮液磨料悬浮液目录目录二、超声加工的特点二、超声加工的特点（1 1）超声加工适合加工各种硬脆材料，尤其是玻璃、陶瓷、宝石、石英、锗、硅、石墨等不导电的非金属材料；也可加工淬火钢、硬质合金、不锈钢、钛合金等硬度高或耐热的金属材料。（2 2）由于去除工件材料主要依靠磨粒瞬时局部的冲击作用，故工件表面的宏观切削力很小，切削应力、切削热更小，不会产生变形及烧伤，加工的精度高，加工表面质量好，表面粗糙度也较小，超声加工适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件。目录目录二、超声加工的特点二、超声加工的特点（3
8、 3）工具可用较软的材料做成较复杂的形状，且不需要工具和工件作比较复杂的相对运动，便可加工各种复杂的型腔和型面。超声加工机床的结构简单，操作、维修方便。（4 4）超声加工属于无屑加工，无污染。（5 5）超声加工的面积不够大，而且工具头磨损较大，故生产率较低。目录目录三、超声加工的应用三、超声加工的应用 超声加工特别适合加工硬脆性半导体、非导体材料。虽然其生产率不如电火花、电解加工，但加工精度及工件表面质量优于电火花、电解加工。因此，电火花粗加工或半精加工后的淬火钢、硬质合金冲压模、拉丝模、塑料模等，最终常用超声波抛磨、光整加工。超声波还可用于清洗、探伤和焊接，在农业、国防、医疗（超声手术刀）等
9、方面应用十分广泛。目录目录一、电解加工的原理一、电解加工的原理电解加工装置示意图电解加工装置示意图11直流电源；直流电源；22电极送进机构；电极送进机构；33风扇；风扇；44过滤器；过滤器；55泵；泵；66清洁电解液；清洁电解液；77离心分离器；离心分离器；8 8残液；残液；9 9脏电解液脏电解液目录目录二、电解加工的特点二、电解加工的特点1 1.电解加工的优点电解加工的优点 电解加工不受材料本身强度、硬度和韧性限制，可以加工电解加工不受材料本身强度、硬度和韧性限制，可以加工淬火钢、硬质合金、不锈钢和耐热合金等高强度、高硬度和高淬火钢、硬质合金、不锈钢和耐热合金等高强度、高硬度和高韧性的导电材
10、料。韧性的导电材料。（1 1 1 1）电解加工中不存在机械切削力，工件不会产生残余应力和电解加工中不存在机械切削力，工件不会产生残余应力和变形，也没有飞边、毛刺。变形，也没有飞边、毛刺。（2 2 2 2）目录目录二、电解加工的特点二、电解加工的特点 电解加工可得到镜面加工，且加工速度越大，表面质量越电解加工可得到镜面加工，且加工速度越大，表面质量越好。好。（3 3 3 3）电解加工过程中，工具阴极理论上不会损耗，可长期使用。电解加工过程中，工具阴极理论上不会损耗，可长期使用。（4 4 4 4）电解加工的生产率较高，约为电火花加工的电解加工的生产率较高，约为电火花加工的5 51010倍，某些倍，
11、某些情况下甚至高于切削加工。情况下甚至高于切削加工。（5 5 5 5）电解加工能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型腔电解加工能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型腔与型面。与型面。（6 6 6 6）目录目录二、电解加工的特点二、电解加工的特点2 2.电解加工的缺点电解加工的缺点 电解加工设备投资较大，有污染。电解液一般都具有腐蚀电解加工设备投资较大，有污染。电解液一般都具有腐蚀性，因此要采取防腐措施。性，因此要采取防腐措施。（1 1 1 1）电解加工生成物最终形成淤渣，需要进行处理。电解加工生成物最终形成淤渣，需要进行处理。（2 2 2 2）制造电解加工使用的工具电极需要熟练的技术。制造
12、电解加工使用的工具电极需要熟练的技术。（3 3 3 3）目录目录二、电解加工的特点二、电解加工的特点 电解加工的加工精度与工件的形状有关。对简单形状及曲电解加工的加工精度与工件的形状有关。对简单形状及曲面零件，可以得到很高的加工精度；对于复杂、细小形状零件，面零件，可以得到很高的加工精度；对于复杂、细小形状零件，加工精度低。加工精度低。（4 4 4 4）目录目录三、电解加工的应用三、电解加工的应用 电解加工主要用在切削加工困难的领域，如难以加工的材料、形状复杂的表面和刚度较差的薄板的加工等。电解加工常用的工艺有电解穿孔、电解成形、电解去毛刺、电解切割、电解抛光和电解蚀刻等。目录目录一、电火花加
13、工的原理一、电火花加工的原理电火花加工原理图电火花加工原理图11工件；工件；22脉冲电源；脉冲电源；33自动进给调节装置；自动进给调节装置；44工具电极；工具电极；55工作液；工作液；6 6过滤器；过滤器；7 7工作液泵工作液泵 目录目录二、电火花加工的特点及应用二、电火花加工的特点及应用 （1 1）电火花加工的应用很广，可以加工各种硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料，也可以加工薄壁、曲面（如叶片）、曲线孔、各种型孔（如圆孔、方孔、异形孔）和微小孔（如拉丝模和喷头小孔），也可以加工各种立体曲面型腔，如锻模、压铸模、塑料模的模腔，还可以用来进行切割、表面强化、刻写、打印标记等。（2 2）电火花加工
14、精度较高。目录目录二、电火花加工的特点及应用二、电火花加工的特点及应用 （3 3）在同一台电火花加工机床上通过调节放电脉冲的大小可实现粗、精加工。（4 4）经过电火花加工的钢件表面得到强化，硬度可达 6268 HRC。（5 5）由于电火花加工依靠放电蚀除金属，其金属去除率远低于普通切削加工，故生产效率较低，因此，电火花加工主要用于工具、模具的制造以及难加工材料的切割。目录目录一、现代制造技术概述一、现代制造技术概述 现代制造技术是传统制造技术、信息技术、自动化技术与先进的管理科学、材料科学的结合。从其技术实质来说，现代制造技术主要体现在精密与特种加工技术和制造自动化技术两大领域，两者相辅相成，
15、是现代制造技术的两大支柱。许多精密、超精密加工需要依靠自动化才得以达到预期的目标，制造自动化通过精密加工才能准确可靠地实现。目录目录二、现代制造技术的特点二、现代制造技术的特点（1 1 1 1）（2 2 2 2）（3 3 3 3）（4 4 4 4）（5 5 5 5）现代制造技现代制造技现代制造技现代制造技术具有创新术具有创新术具有创新术具有创新性。性。性。性。现代制造技术现代制造技术现代制造技术现代制造技术具有动态性。具有动态性。具有动态性。具有动态性。现代制造技现代制造技现代制造技现代制造技术具有全球术具有全球术具有全球术具有全球性。性。性。性。现代制造技现代制造技现代制造技现代制造技术具有综合术具有综合术具有综合术具有综合性性性性。现代制造技术现代制造技术现代制造技术现代制造技术具有实用性具有实用性具有实用性具有实用性目录目录